Виды течения жидкостей и число рейнольдса

Осборн Рейнольдс был, в некотором смысле, последним приверженцем старых добрых традиций классической механики Ньютона.

Чтобы понять всю важность главного открытия его жизни, нужно сначала немного рассказать о так называемых безразмерных величинах. Предположим, нам нужно измерить геометрические размеры комнаты. Есть, однако, и такие характеристики геометрии комнаты, которые никак не зависят от единиц измерения. Теперь давайте обратимся к потоку жидкости.

Густая, клейкая жидкость например, мед обладает, как говорят физики, большей вязкостью , нежели легкая и подвижная жидкость например, бензин. Рейнольдсу удалось обнаружить безразмерное число, описывающее характер потока вязкой жидкости. Теперь давайте посмотрим на размерность составляющих числа Рейнольдса: Между двумя этими значениями поток носит промежуточный характер.

Высокие значения числа Рейнольдса описывают ситуацию, когда силы вязкости относительно малы и не способны сгладить турбулентные завихрения потока. Малые значения числа Рейнольдса соответствуют ситуации, когда силы вязкости гасят турбулентность, делая поток ламинарным. Для изучения устьевых потоков построил уменьшенную модель дельты реки Мерси. Устройство и задачи LHC. От секунды до года.

Первый аппарат легче воздуха, способный поднять человека. Серийный дирижабль Германии времен Первой мировой войны. Первый летающий аппарат классической схемы. Единственный российский серийный десантный экраноплан.

Теоретические основы полета аппаратов тяжелее воздуха. Первый реализованный проект, однако достоверных сведений о полете нет. Фронтовой истребитель, один из первых серийных реактивных самолетов. Многоцелевой истребитель, противник МиГ в корейской войне. Стратегический бомбардировщик с велосипедным шасси.

Наука, образование и право. Я не согласен что сейчас все самолеты проэктируют без так называемой натурной продувки. Без этого не обойтись, мало того, этого требует нормативно-техническая документация. С тем, что его Боинг спроэктировали без бумажных чертежей - согласен, но продувка в АД трубе это обезательная программа. Тем более, что смоделировать взаимодействие виртуальной модели самолета и потока очень сложно ввиду того, что уравнения описывающие турбулентность эмперичиские, а сама турбулентность, как явление, до конца не изучена.

Кроме того, очень сложно учесть при моделировании, взаимодействие поверхности виртуальной модели с потоком шероховатость. Учесть при моделировании, взаимодействие поверхности виртуальной модели с потоком шероховатость можно с помощью численнго решения уравнений пограничного слоя из механики жидкости и газа.

Главное правильно подобрать математическую модель течения жидкости или газа критерии подобия. В статье приведены чрезвычайно устаревшие воззрения и фактические данные о характерных значениях числа Рейнольдса. В частности, утверждение Рейнольдаса о границе перехода к турбулентности оказалось совершенно неверным. Дело в том, что причина перехода к турбулентности не только в величинах кинематической вязкости и характерных масштабов скорости и пространства, но также и в степени шероховатости поверхности, её формы и т.

Так современные эксперименты по течению воды в гладко отшлифованных трубках показывают, что устранением шероховатостей стенок трубки можно отодвинуть переход турбулентности к значениям числа Рейнольдса превышающим !

И это нисколько не удивительно, так как в основе определения числа Рейнольдса впрочем как и большинства остальных безразмерных параметров гидродинамики лежит ложная идея о том, что масштаб производной некоторого физического поля по дифференциальной переменной поставленной задачи равен отношению масштабов этой физической величины к масштабу дифференциальной переменной, что неверно. Интересующиеся этим вопросом могут "заглянуть" в определения безразмерных гидродинамических чисел, экспериментальные работы, в которых эти числа являются управляющими параметрами, а также в те теоретические решения, которые иногда достижимы в этой сложнейшей области физики.

Для наблюдателя, покоящегося в движущейся системе отсчета имеет место ламинарное течение воды мимо него.

Число Рейнольдса

А с точки зрения идеи Рейнольдса при таком значении безразмерного параметра мы должны наблюдать невероятно турбулентное течение.

Но если бы в данной ситуации мы честно подсчитали лапласиан поля скорости воды он равен нулю в любой системе отсчета , то получили бы, что отношение вязких сил к инерциальным а в этом и состоит та оценка, которую должно бы давать число Рейнольдса, но не дает!

Формальный подход, основанный на числе Рейнольдса приводит к неверным выводам! Anatol, прошу прощения, но вы, по-видимому, неверно поняли смысл числа Рейнольдса как критерия устойчивости ламинарного режима течения. Вы абсолютно правы, когда говорите, что ламинарный режим течения в трубе можно затянуть до весьма высоких чисел Рейнольдса Re. Но "фишка" в том, что существует такое минимальное значение Re, ниже которого поток остаётся ламинарным при любых возмущениях, вносимых в поток возмущения просто затухают.

Ваш пример с озером абсолютно не имеет никакого отношения к числу Re и вообще к гидродинамике, так как нет никакого взаимодействия движущегося объекта с жидкостью озера. Следовательно, нет никаких оснований вообще говорить о какой-либо гидродинамике: В статье нужно добавить, что характерный размер, фигурирующий в определении числа Рейнольдса - это так называемый "смоченный размер", равный отношению учетверённой площади сечения например, канала к "смоченному периметру".

Другими словами, в вашем примере с озером отсутствуют силы вязкости вода никак не взаимодействует - не "смачивает", не контактирует - с движущимся объектом. Ваш вывод о ложности концепции Рейнольдса - простите, абсурдный. Боюсь, он проистекает из недопонимания того, что же такое теория подобия в гидродинамике. Равен нулю не только лапласиан, но и адвективная часть производной поля скорости, то есть инерциальная сила. Вот поэтому и нужно быть осторожным с формальными подходами.

Коллеги, как по вашему, закон Бернулли действенен при расчете скорости ветра атмосферного воздуха при возниконовении на его пути преграды, например, холма с известным углом подъема и коэффициентом шероховатости? Очень надо, кто может ответьте: Вообще то число Рейнольдса содержит произвольный параметр, характерная длина. И как ее определять неизвестно, рекомендация отношения площади к периметру произвольна и не учитывает острые углы тела. Я например за характерный размер могу выбрать диаметр плюс пройденное расстояние в потоке и получу число Рейнольдса потока.

Кроме того есть число Рейнольдса тела, для которого соблюдается подобие потоков. При росте пройденного расстояния число Рейнольдса стремится к бесконечности. Но так как коэффициент сопротивления имеет предел при росте числа Рейнольдса, эта формула для зависимости коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса работает.

Таким образом с таким определение числа Рейнольдса потока я решил две задачи, о солитоне, и времени жизни гидродинамической системы, в частности животных и человека. Чтобы не быть голословным даю ссылку http: Новости науки LHC Картинка дня Задачи Библиотека Видеотека Книжный клуб.

Научный календарь Детские вопросы Масштабы: Facebook ВКонтакте Twitter Youtube Instagram RSS.

наверх